錨桿巷道探頂桿的技術(shù)改進(jìn)及效果分析

文/劉翠

錨桿巷道探頂桿的技術(shù)改進(jìn)及效果分析

文/劉翠

煤礦巷道掘進(jìn)工程施工采用錨桿支護(hù)工藝，是現(xiàn)代煤礦支護(hù)的一種重要支護(hù)方式。采用錨桿支護(hù)具有主動(dòng)性支護(hù)、有效強(qiáng)化圍巖強(qiáng)度和保持圍巖穩(wěn)定，施工簡單、成本較低、安全可靠、改善作業(yè)環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)已成為世界各國煤礦巷道支護(hù)的一種主要工程施工形式。

一、技術(shù)改進(jìn)概況

煤礦錨桿巷道支護(hù)，目前大量采用螺紋鋼錨桿探頂桿支護(hù)工藝支護(hù)，實(shí)際巷道掘進(jìn)工程中，其支護(hù)施工工程效果較以往傳統(tǒng)的架棚等支護(hù)工藝更具顯著優(yōu)點(diǎn)：變被動(dòng)支護(hù)為主動(dòng)支護(hù)；及時(shí)有效地控制圍巖應(yīng)力；帶來良好的安全效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

工程實(shí)踐中，螺紋鋼錨桿探頂桿支護(hù)工藝雖然比較成熟，但仍然面臨著工作面空頂下的臨時(shí)支護(hù)這一難題，不僅使現(xiàn)場施工難度加大、作業(yè)強(qiáng)度增高，而且勞動(dòng)效率低、效益差，同時(shí)安全生產(chǎn)條件也有所惡化。

因此，在推廣應(yīng)用螺紋鋼錨桿探頂桿支護(hù)工藝時(shí)，怎樣才能有效解決工作面空頂下的臨時(shí)支護(hù)這一難題，已經(jīng)成為了這項(xiàng)支護(hù)技術(shù)能否推廣應(yīng)用的關(guān)鍵，并因其影響的廣泛性、重要性，成為煤礦專業(yè)工程技術(shù)人員廣泛關(guān)注和研究探索的新問題。

針對這一難題，在全面掌握了螺紋鋼錨桿探頂桿支護(hù)工藝技術(shù)的基礎(chǔ)上，山西煤炭運(yùn)銷集團(tuán)蘭煜煤業(yè)有限公司結(jié)合礦井巷道掘進(jìn)工程實(shí)際，針對螺紋鋼錨桿探頂桿支護(hù)工藝技術(shù)中關(guān)于探頂錨桿的結(jié)構(gòu)，重新進(jìn)行了可伸縮探頂錨桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、零部件加工制作、結(jié)構(gòu)組裝和改進(jìn)等技術(shù)革新，專門研究并發(fā)明了可伸縮探頂錨桿技術(shù)。并在礦井的巷道支護(hù)工程作業(yè)中，對這一新技術(shù)進(jìn)行了工業(yè)性實(shí)驗(yàn)。經(jīng)過對專用零部件、專用工具、作業(yè)流程的確定，實(shí)現(xiàn)了可伸縮探頂錨桿操作工藝定型，確定了可伸縮探頂錨桿技術(shù)的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)優(yōu)勢。隨之，在礦井的巷道掘進(jìn)工作中，向?qū)I(yè)工程技術(shù)人員推廣采用了可伸縮探頂錨桿技術(shù)，較好地解決了工作面空頂下的臨時(shí)支護(hù)這一難題。不僅明顯降低了工人作業(yè)的勞動(dòng)強(qiáng)度，提升了施工作業(yè)的安全性，而且顯著提高了施工效率，加快了施工進(jìn)度，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

二、技術(shù)對比分析

1.制作工藝對比

原工藝中，使用的探頂桿每根均采用3．2米長、直徑50mm(2吋)的鐵管；利用套環(huán)將其固定在頂板錨桿上，并及時(shí)前探；利用剎桿剎嚴(yán)接頂；套環(huán)采用內(nèi)徑100mm（4吋）的法蘭盤結(jié)構(gòu)，其上部焊接有M20螺母一個(gè)；套環(huán)分別用螺紋連接，固定在第一排鋼帶與第二排鋼帶的錨桿上；每個(gè)循環(huán)兩個(gè)套環(huán)同時(shí)前移一次。

新工藝中則采用可伸縮探頂桿，即在每根探頂桿上采用一根2．2m長、直徑62.5mm（2．5吋）鐵管（一般稱為主桿）和一根2．2m長、直徑50mm（2．0吋）鐵管（一般稱為副桿）。將主桿、副桿相互插裝在一起，組合制作而成。副桿全部伸出時(shí)，其最大伸出長度為3．8m；副桿全部縮回時(shí)，其完全縮回后的最小長度為2．5m；副桿伸出后，在主桿上可以利用穿銷結(jié)構(gòu)將副桿固定住，以鎖定防其回縮；套環(huán)采用了內(nèi)徑100mm（4吋）的法蘭盤，在它上面焊接了M20的螺母一個(gè)；套環(huán)則分別擰裝在第一排鋼帶和第三排鋼帶的錨桿上。每個(gè)循環(huán)及時(shí)前移一個(gè)套環(huán)。

2.操作工藝對比描述

原工藝使用的探頂桿，在每次放炮后須將探頂桿及時(shí)前置（即將整個(gè)探頂桿前伸）到工作面，繼而使用適當(dāng)長度的剎桿剎嚴(yán)接頂；隨后開始打滑楔眼、掛滑子、出貨（即裝載、運(yùn)輸、清理工作面等專業(yè)工序的俗語表述）；待出貨完成后，將探頂桿再往后撤，之后打注錨桿；待打注完成后，探頂桿再次前置（即將整個(gè)探頂桿的桿身一起向前推進(jìn)，）到工作面頂端后，再次用剎桿剎嚴(yán)接頂；如此重復(fù)可以不斷進(jìn)行循環(huán)工作。

新工藝使用了安裝有套裝在一起的主、副桿，即可以任意調(diào)整伸縮長度的探頂桿（其結(jié)構(gòu)如前所述），在每次放炮后，可以極方便地將探頂桿中的副桿從主桿中及時(shí)伸出所需要的長度，前探至所需要的位置，然后利用鎖緊螺母鎖定，并用剎桿剎嚴(yán)接頂；然后開始打滑楔眼、掛滑子、出貨；待出貨完成后，可以松開鎖緊螺母，將探頂桿的副桿及時(shí)縮回至主桿中；接著打注錨桿，打完后，開始前移探頂桿的主桿（此時(shí)探頂桿的副桿仍然縮回在探頂桿的主桿中）。前移時(shí)，首先將探頂桿主桿上位于后面的一個(gè)套環(huán)取下，并利用螺紋連接擰在工作面的第一排鋼帶上，之后前移主桿并前竄到工作面最小空頂處，用剎桿剎嚴(yán)接頂。如此重復(fù)操作，就可以不斷進(jìn)行循環(huán)工作。

3.使用效果對比分析

原工藝的探頂桿在每個(gè)工作循環(huán)中需要前后移動(dòng)兩次，并且每個(gè)循環(huán)移動(dòng)時(shí)，探頂桿上的兩個(gè)套環(huán)均須前移，先卸下套環(huán)往前移，之后再擰裝在錨桿上，然后再上探頂桿。工序繁瑣，效率低下。

新工藝中，使用了可伸縮探頂桿，每個(gè)循環(huán)只需前移一次探頂桿主桿，并且每次前移時(shí)只須卸下一個(gè)套環(huán)即可。當(dāng)工作面達(dá)到最大空頂時(shí)，只須伸出副桿即可。操作簡單、安全、快捷、高效。

4.經(jīng)濟(jì)效益對比分析

新工藝的關(guān)鍵，是改進(jìn)了探頂桿構(gòu)件，形成可伸縮探頂桿。它結(jié)構(gòu)簡單，制作容易；重量輕，操作方便；操作步驟簡潔，容易學(xué)習(xí)使用；同時(shí)安全可靠。全面推廣應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)，既大幅減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，又節(jié)省了工序循環(huán)時(shí)間，提高了效率，增強(qiáng)了安全性。

新工藝有效節(jié)約了材料，降低了成本。原工藝使用的探頂桿由于桿體較長，且不便于移動(dòng)。尤其開拓巖石巷道時(shí)，幾乎每個(gè)工作班（組）都要損壞一副。山西煤炭運(yùn)銷集團(tuán)蘭煜煤業(yè)有限公司礦井在應(yīng)用新工藝以來，使用可伸縮探頂桿近一個(gè)月時(shí)間內(nèi)沒有發(fā)生損壞現(xiàn)象，無需更換。

據(jù)此進(jìn)行節(jié)約成本估算：按照礦井作業(yè)實(shí)際，拱形全巖巷道（使用兩根探頂桿），可節(jié)約資金2534．4元/月。

三、結(jié)論

對“錨桿巷道采用可伸縮探頂桿的工藝改進(jìn)及使用效果分析”表明，在煤礦錨桿巷道中采用可伸縮探頂桿，加工容易，制作簡單，改裝成本低廉。實(shí)際施工作業(yè)時(shí)，可伸縮探頂桿操作工藝較先進(jìn)，使用方便、靈活、快捷；工序簡單，操作安全，探頂及時(shí)；大大提高了勞動(dòng)效率，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，安全可靠。具有良好的推廣應(yīng)用價(jià)值。

（作者單位：山西煤炭運(yùn)銷集團(tuán)蘭煜煤業(yè)有限公司）

（責(zé)任編輯：龐永厚）